(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210729473.X (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 申请人 北京环境工程 技术有限公司 　 上海烁果机械设计有限公司 (72)发明人 王磊　蓝苑瑗　祝金星　郭子敬　 付小花　王杰　冯洁　 (74)专利代理 机构 北京挺立专利事务所(普通 合伙) 11265 专利代理师 余莹 (51)Int.Cl. C12M 1/02(2006.01) C12M 1/107(2006.01) C12M 1/36(2006.01)C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式 高含固厌氧消化反应 器 (57)摘要 本发明公开了一种具备实时固液分离功能 的仿真肠道式高含固厌 氧消化反应器， 包括多个 沿垂直方向依次布设的反应筒体， 每个 反应筒体 的轴线均大致沿左右方向设置并具有一个向上 倾斜的角度， 且任意两个相邻的反应筒体的倾斜 角度相反， 任意两个相邻的反应筒体中， 位于相 对下方的反应筒体的进料口与位于相对上方的 反应筒体的出料口通过连接管连通， 每个反应筒 体的进料端的轴向端盖均连接有一个固液分离 装置。 各级反应筒体中液化产生的半固体物料在 重力作用下反方向自动进入固液分离装置进行 固液分离， 能够及时将水解液化产生的液体排出 反应筒体， 使得厌氧消化反应器始终维持高含固 率物料水平， 利于固体物料翻动， 并提升反应器 利用效率。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115161160 A 2022.10.11 CN 115161160 A 1.一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消化反应器， 其特征在于， 包 括多个沿垂 直方向依次布设的反应筒体， 每个反应筒体的轴线均大致沿左右方向设置并具 有一个向上倾斜的角度， 且任意两个相邻的反应筒体的倾斜角度相反， 以每个反应筒体的 左端和右端中高度较高的一端为出料端， 高度较低的一端为进料端， 进料端的筒形侧 壁上 设置有进 料口， 出料端的筒 形侧壁上设置有 出料口， 任意两个相 邻的反应筒体中， 位于相对 下方的反应筒体的进料口与位于相对上 方的反应筒体的出 料口通过 连接管连通， 每个反应筒体的进料端的轴向端盖均 连接有一个 固液分离装置， 所述的固液分离装置 包括固液分离压榨机和螺杆输送装置， 所述进 料端的轴向端盖上设置有固液分离出料口和 固液分离回料 口， 固液分离出料 口位于轴向端盖的下部， 固液分离压榨机的进料 口连接所 述固液分离出料口， 固液分离压榨机的固料出料口通过螺杆输送装置连接所述固液分离回 料口。 2.如权利要求1所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消化反应 器， 其特征在于， 固液分离 压榨机的液体物料 出料口用于排出固液分离后的液体。 3.如权利要求1所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消化反应 器， 其特征在于， 物料 各反应筒体的轴线与水平面之间的夹角为α， 0 °＜α ≤10°。 4.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固 厌氧消化反应 器， 其特征在于， 每 个反应筒体内均配置有一个搅拌装置 。 5.如权利要求4所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消化反应 器， 其特征在于， 所述的搅拌装置包括搅拌电机和搅拌轴， 搅拌轴上设置有搅拌桨。 6.如权利要求5所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消化反应 器， 其特征在于， 搅拌轴与反应筒体同轴设置， 搅拌轴的两端均通过轴承可旋转地安装于反 应筒体， 搅拌电机固定安装在反应筒体的外壁上， 并且该搅拌电机的输出轴与搅拌轴的其 中一个端部 机械连接。 7.如权利要求5或6所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消化 反应器， 其特征在于， 所述的反应筒体安装有旋转刮板， 旋转刮板固定安装于搅拌轴上， 并 由搅拌轴驱动旋转， 旋转刮板紧贴进料端的轴向端盖的内壁， 其在旋转过程中经过固液分 离出料口和固液分离回料口。 8.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固 厌氧消化反应 器， 其特征在于， 连接管延垂直方向延伸。 9.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固 厌氧消化反应 器， 其特征在于， 所述的反应筒体为由金属卷制而成的圆筒状结构。 10.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含 固厌氧消化反应 器， 其特征在于， 所述的反应筒体为方筒状结构， 所述方筒状结构采用金属材 料制成， 或所述方筒状结构采用建筑材 料制成， 并在其内表面设置树脂内衬涂层。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115161160 A 2一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消 化反 应器 技术领域 [0001]本发明涉及反应器技术领域， 尤其涉及一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式 高含固厌氧消化反应 器。 背景技术 [0002]厌氧消化就是一种较有用的处理有机废弃物的方法， 既能解决污染环境问题， 又 能生产出清洁能源(沼气)。 厌氧消化依据总固体(TS)含量可分为干式厌氧消化(TS>15％) 和湿式厌 氧消化(TS<15％)。 与湿式厌氧消化相比， 干式发酵具有单位容积负荷 承受能力更 强、 能耗低、 厌氧发酵产沼气的效率更高、 沼液产量低、 二次污染小等优势。 目前， 针对高含 固有机垃圾厌氧消化(干式厌 氧消化)的反应器主要有立式和卧式两种。 立式反应器的气动 搅拌搅拌难度大且装置复杂， 动力消 耗大； 单轴立式机械搅拌， 耗能较大且搅拌难度极大。 卧式反应器的占地面积大， 容积率较低； 同时反应器长度长， 发酵过程中反应器前后物料的 含固率差异较大， 导 致前后的搅拌阻力和扭矩差异极大， 对 搅拌轴强度要求高。 [0003]针对卧式和立式高含固厌氧消化反应器存在的问题， 本申请 人已申请的中国专利 CN113462536A公开了一种仿真肠道式高含固有机物料厌 氧消化反应器， 该新型反应器具有 整体呈“立式”、 局部呈“卧式”的外形特征， 模拟肠道的消化功能， 物料从进 料到出料的过程 中， 能够在不同的反应腔室内经历不同的反应阶段， 据各个反应阶段物料含水量和黏稠度， 各反应腔室配置独立的搅拌装置， 控制物料运动。 通过组合反应腔室形成仿真肠道外立内 卧反应器， 能够增加物料在反应器内的反应时间， 促使物料充分反应， 还能够降低各反应腔 室所配置的搅拌装置的要求， 具有搅拌效率高、 出 料方便、 占地 面积小等优点。 [0004]然而该反应器在厌氧消化过程中物料持续发生水解液化， 含固率逐渐降低， 将导 致固体物料翻动困难， 而随着含固率持续下降， 会导致物料含固率达不到15％以上， 此时反 应器内部就 不再是干式厌氧发酵了， 使得反应 器使用效率下降。 发明内容 [0005]本发明实施例提供一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式高含固厌氧消化反 应器， 用以解决由于在厌氧消 化过程中物料持续发生水解液化， 导致含固率逐渐降低的技 术问题， 使 得厌氧消化反应器始终维持高含固率物料水平， 利于固体物料翻动， 提升 反应器 利用效率。 [0006]为了实现上述发明目的， 本发明提供了一种具备实时固液分离功能的仿真肠道式 高含固厌氧消 化反应器， 包括多个沿垂直方向依 次布设的反应筒体， 每个反应筒体的轴线 均大致沿左右方向设置并具有一个向上倾斜的角度， 即每个反应筒体的左端部和右端部中 有一个端部高度高于另一个端部的高度， 即每个反应筒体的左端的高度高于其右端的高度 或其右端的高度高于其左端的高度， 且任意两个相邻的反应筒体的倾斜角度相反， 即任意 两个相邻的反应筒体中， 当位于相对上方的反应筒体的左端高于右端时， 位于相对下方 的说　明　书 1/6 页 3 CN 115161160 A 3